首個鋰離子電池回收利用? 美國將打造電池原料閉環系統!

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為了減少對新開採金屬的需求,近日在美國本土達成一項新的合作,BASF、Nanotech Energy、ABTC、TODA四家公司將共同生產美國首個含有回收金屬的新型鋰離子電動汽車電池,並共同打造這一“含美量”較高的鋰離子純電汽車電池電芯閉環系統。隨着美國本土新能源電動汽車的增加,動力電池回收產業的規模將會逐步擴大,當地電池回收企業閉環項目也將逐步增加,以達到鋰電池回收利用的最終目的。

科技正以前所未有的速度和規模發展,引發多個領域的變革,塑造了新的商業模式,甚至重塑了全新社會結構。我們一起,從科技創新中洞察社會轉型和升級的機遇。

狂呼科技研究所聚焦科技創新對當今世界的影響,以獨特、前瞻的科技視角,洞察科技時代下涌現的“創新革命”。

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據麥肯錫專家稱,2022年至2030年間,鋰離子電池的需求預計將增長七倍,而這一增長主要由電動汽車/EV的推動。

從一方面來說,這是一個好消息。若駕駛的汽車擺脫化石燃料,將減少我們的溫室氣體排放,有利於全球環境保護。但與此同時,鋰離子電池的金屬通常以能源密集型方式開採,會產生廢氣排放並損害當地生態系統。此外,目前只有5%的廢舊鋰離子電池得到回收,其他絕大多數都進入垃圾填埋場,而在那裡廢舊鋰電子電池可能會將毒素洩漏到環境中。

為了減少對新開採金屬的需求,近日在美國本土達成一項新的合作,接下來將會生產更多使用回收材料制造的鋰離子電池。2023年9月11日,電池材料生產商德國巴斯夫/BASF宣布將與石墨烯技朮開發商Nanotech Energy合作,為北美客戶生產使用回收材料制造的鋰離子電池。

根據BASF的介紹,這兩家公司還將與鋰離子電池回收公司American Battery Technology Company/ABTC,以及在生產專用陰極活性材料前驅體和金屬氫氧化物材料方面擁有數十年經驗的加拿大TODA先進材料公司合作,為北美消費電子和汽車行業建立一條本地化電池價值鏈。

這四家公司將共同生產美國首個含有回收金屬的新型鋰離子電動汽車電池,並將共同打造這一“含美量”較高的鋰離子純電汽車電池電芯閉環系統。

生產鋰離子電池的閉環系統
在這個閉環系統中,ABTC將負責回收利用Nanotech Energy收集的電池廢料和非標材料,如鎳、鈷、錳和鋰。

然后將回收的金屬轉化為電化學活性材料需要兩個步驟,前驅體生產和陰極活性材料生產。TODA則利用這些材料制造電池前驅體,BASF再將其轉化為陰極活性材料。在這個過程中,電池前驅體是成為陰極前最后一步材料,或者是形成陰極的原料。陰極材料是驅動電池性能的關鍵原材料。最后,Nanotech Energy將利用這些材料制造鋰離子電芯。若這一閉環系統能打通,將成為北美地區真正意義上的“循環經濟”,將於2024年正式啟動商業化生產。

BASF表示,在新型鋰離子電動汽車電池生產中使用回收金屬,與使用來自礦山的原生金屬相比,可減少約25%的二氧化碳排放量。多年來,BASF一直在亞洲提供回收服務和基於回收金屬的正極活性材料,並具有豐富的行業經驗。

BASF電池賤金屬和回收高級副總裁丹尼爾·舍費爾德/Daniel Schönfelder 在一份聲明中表示,“我們與Nanotech、ABTC和TODA的合作標志着BASF全球電池回收業務邁出了重要一步。”此外,Nanotech Energy 首席營銷和銷售官 Curtis Collar也表示,“通過合作,我們四家公司可以匯集各自的專業知識,為整個北美電動汽車和消費電子行業帶來更好、更可持續的成果。這是鋰離子電池市場不斷進步和發展的一個重要里程碑,我們很自豪能在電池價值鏈中為減少二氧化碳排放發揮關鍵作用。”

鋰電池回收計划得到官方資助
隨着電動汽車產量的增加,美國拜登政府一直致力於在美國建立鋰電池供應鏈和回收計划。2022年,美國能源部宣布將提供31億美元,資助企業建立電池生產設施。2023年6月,能源部還宣布將提供1.92億美元資金用於促進電池回收。

在州層級,大多數州已經釆納了由美國國際電池理事會/BCI提出的電池回收法規,通過參與廢舊電池回收的價格機制來指導零售商和消費者。例如“紐約州可充電電池法”和“加州可充電電池回收法案”,要求可充電電池零售商回收消費者的一次性可充電電池而不收取任何費用。在地方層級,美國大多數城市已經制定了電力電池回收法規,以減輕廢舊電池的環境危害。

此外,BCI還頒布了“電池產品管理法”,創建了一個電池回收押金制度來鼓勵消費者收集和交還用過的電池。同時,因為美國廢舊電池的回收知識普及機搆眾多,國民回收意識普遍較強,BCI不僅統籌各州的電池回收,并且具體細化到了電池回收的分類流程、規范等知識的普及。由於鉛酸電池和鋰電池的回收處理方式不同,BCI的流程指導甚至包括了指導回收電池中個人、企業對於鉛酸電池和鋰電池的區分。

但是從目前美國新能源汽車的產銷量來看,美國新能源汽車產銷量雖然在近几年大幅提高,但是由於基數較低,新能源電動汽車的保有量還不足以支撐起通過電動汽車動力電池回收來獲取大量電池金屬的目的。目前回收鋰電池的主要來源還是通過回收電子產品來回收里面的有價金屬,還停留在“象徵意義”大於“現實意義”的局面。隨着美國本土新能源電動汽車的增加,動力電池回收產業的規模將會逐步擴大,當地電池回收企業閉環項目也將逐步增加,以達到鋰電池回收利用的最終目的。

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